[发明专利]焦炉煤气净化副产碳酸氢铵的方法

说明书

本发明涉及的是焦炉煤气净化副产碳酸氢铵的方法。具体地说，本发明涉及的是焦化厂回收车间从粗煤气回收氨生产碳酸氢铵的方法。

国内外焦化厂从焦炉出来的焦炉煤气，其净化大部分采用如煤气设计手册（中国建筑工业出版社出版，1986年12月第一版）一书中所述的先脱氨后脱硫的工艺流程，氨的回收产品，大部分为硫酸铵，其它还有无水氨和氨水，先脱氨获得的氨水中氰、酚、硫等毒物含量高。

近年来国外开发的焦炉煤气净化工艺大多数采用较先进的先脱硫后脱氨的工艺，国内宝山钢铁厂引进的塔-希法（TAKAHAX-HEROHAX）以及天津第二煤气厂引进日本大阪煤气公司的FRC法（FUMAX法）也均采用先脱硫后脱氨工艺，脱硫后的回收氨产品是硫酸铵。后脱氨工艺流程也可制得氨水或无水氨。氨水制造可以用软水或磷酸铵溶液作为吸收剂，加热蒸馏获得18～20%氨水，再经浓缩可得无水氨。

回收生产一吨硫酸铵，需耗硫酸740公斤，原料费用昂贵，设备腐蚀严重，而且产品硫酸铵质量差。回收生产的氨水或无水氨，储存、运输不方便;且氨水中毒物含量高，不适用于农业施肥，只得就地排放，造成严重污染;另如用磷酸铵溶液作为吸收剂生产氨水，设备材质需采用合金钢，投资高。

本发明的目的是提供一种目前国内外焦炉煤气净化回收车间从未生产过的氨回收产品-碳酸氢铵的生产方法，以解决目前国内外氨回收产品生产中存在的设备腐蚀严重、污染严重、原料费用贵、产品质量差、设备投资高等问题。

本发明是这样实现的，将粗煤气（也称荒煤气，下同）经冷却、除去焦油、硫、氰杂质，再经吸氨、蒸氨、冷凝得18～20%的氨水后，将18～20%的氨水再次蒸氨、冷凝得40～80%的浓氨水，与分离出碳酸氢铵结晶的母液配制成8.5～9.5当量浓度的碳化氨水，再与加压后的焦炉烟气中二氧化碳反应生成碳酸氢铵。

本发明的另一特点是，焦炉煤气经水冷却分离焦油后有一部份浓度为0.2～0.25%氨水，通常称之剩余氨水，原来均经蒸氨送至硫铵工段，本发明将剩余氨水经蒸氨塔蒸出氨气进入粗煤气管，蒸氨塔放在焦炉粗煤气净化工序之前，既可增加产量，又可提高氨水浓度。

下面结合图1说明本发明的具体工艺流程：

来自焦炉的粗煤气经横冷器2冷却后，由风机3加压，经横冷器4冷却，电捕焦油器5除去焦油及脱硫塔6除去硫、氰等杂质后，进入吸氨塔7下部，含有4～12克/米³NH₃的气体在塔内与洗涤用软水逆流接触，生成稀氨水，其反应式如下：，吸氨塔内可装填用金属、塑料或陶瓷等材质制作的鲍尔环、矩鞍型或波纹填料等填料，塔顶气体去后工段处理，塔底排出稀氨水浓度为0.7～1%，由稀氨水泵8增压，经换热器9提高温度后送入第一蒸馏塔10中部，第一蒸馏塔10下部由低压蒸汽加热，蒸氨后的废水由塔底排出，经过换热器9热量回收后排放。第一蒸馏塔10塔顶气体经冷凝器11冷凝液化，一部分作为塔顶回流给料，另一部分进入氨水槽12，其浓度为18～20%，再由氨水泵13增压，经换热器14换热后进入第二蒸馏塔15中部，第三蒸馏塔下部用低压蒸汽加热，蒸氨后的废水由塔底排出，经换热器14热量回收后排放。第二蒸馏塔15顶部气体经冷凝器16冷凝液化，一部分作为塔顶回流给料，另一部分进入浓氨水槽17，其浓度为40～80%。40～80%左右的浓氨水由浓氨水泵18加入母液槽25，与离心机24出口的母液混合配成8.5～9.5当量浓度的碳化氨水，由母液泵27加入洗涤塔22下段，洗涤塔出口溶液由碳化泵28打入预碳化塔21，预碳化塔21下部的溶液再由碳化泵29打入碳化塔20，以吸收焦炉烟气中的二氧化碳。焦炉烟气则由压缩机19加压后，依次经过碳化塔20，预碳化塔21及洗涤塔22，与碳化氨水呈逆流接触，焦炉烟气中二氧化碳为碳化氨水吸收生成碳酸氢铵，其化学反应式为：。在洗涤塔22上部加入软水，回收排放气体中的氨。碳化塔20底部生成的碳酸氢铵结晶借塔压压入稠厚器23，然后由稠厚器23放入离心机24分离，即获含氮量为17%，水份＜3.5%的一级碳酸氢铵成品。蒸氨塔1将剩余氨水蒸出氨气进入粗煤气管，蒸氨塔1位于焦炉粗煤气净化之前。

在焦化厂内，不论采用何种方法获得18～20%的氨水，均可采用本发明的第二蒸氨系统制得40～80%的氨水生产碳酸氢铵。

本发明优点是：生产碳酸氢铵的原料如氨、二氧化碳均可由焦化厂内部获得，而生产硫酸铵需外购昂贵的硫酸作原料;由于生产系统中无强腐蚀性介质，设备不需要采用合金钢材料，投资少，检修工作量少;另外，系统中无有毒物质排放，环境污染大为改善。